- 二一组卷

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

浙江省绍兴市诸暨市2021届高三上学期物理12月诊断性考试试卷

小明自己动手制作了一个水果电池，想测出它的电动势和内阻。他依据教材上如图1所示的电路图，从实验室找来了图2中的器材：一只多用电表（用以测量电流）、一只电阻箱（0~ $\text{[math]}$ ）、一只开关和若干导线。

（1）、在仪器连线时，水果电池的铜极应与多用电表的（填“红”或“黑”）表笔相连。

（2）、小明正确连接导线，将多用电表的选择开关打到1mA挡，经正确操作后得到了多组电阻箱示数R和多用电表示数I，其中某次测量时多用电表的指针位置如图3所示，其示数为mA。最后小明利用所测数据作出如图4所示的图线，由图线可以求得该水果电池的电动势为V，内阻为 $\text{[math]}$ 。（计算结果保留三位有效数字）

（3）、由于多用电表本身的内阻使测量存在一定的误差，则在上述(2)问中水果电池内阻的测量值（填“等于”、“大于”或“小于”）真实值。

举一反三

某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表A（0~0.6A）、电压表V（0~3V）、滑动变阻器R₁(最大阻值30Ω）、滑动变阻器R₂（最大阻值250Ω）、定值电阻R₀为1.0Ω、开关、导线若干。

（1）请根据图（a）中的电路图完成图（b）的实物连线{#blank#}1{#/blank#}。

（2）为方便调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用{#blank#}2{#/blank#}（填“R₁”或“R₂”）。

（3）为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图（c）中方框画出改动后的实验电路图{#blank#}3{#/blank#}。

（4）该同学利用（3）中改动后的正确电路进行实验，根据测出数据画出的U-I图线如图（d）所示，则此干电池的电动势E={#blank#}4{#/blank#}V，内阻r={#blank#}5{#/blank#}Ω。（结果均保留到小数点后两位）

某同学利用如图（a）所示的电路测量未知电阻 $\text{[math]}$ 的阻值与电源电动势E和内阻r，R为电阻箱，电流表可视为理想电流表．操作步骤如下：

掺氧化锡（FTO）玻璃由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成，在太阳能电池研发等多个领域有重要应用。为测量薄膜的厚度d，进行如下操作：

（1）如图甲，是一块长度为L，宽度为h的长条型FTO玻璃。

（2）先使用多用电表的欧姆档粗测，选择开关置于“ $\text{[math]}$ ”档，进行{#blank#}1{#/blank#}调零后，将红黑表笔接在薄膜左右两端面中点，示数如图乙所示，读得电阻 $\text{[math]}$ {#blank#}2{#/blank#} $\text{[math]}$ 。

（3）为进一步测得准确值，设计如图丙所示的电路，器材如下

A．电源E（电动势为3V，内阻可忽略）

B．电压表V（量程0～3V，内阻约 $\text{[math]}$ ）

C．电流表A（量程0～10mA，内阻 $\text{[math]}$ ）

D．滑动变阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值为 $\text{[math]}$ ）

E．定值电阻 $\text{[math]}$

F．定值电阻 $\text{[math]}$

G．开关一个，导线若干

为较好地完成实验，定值电阻R应选{#blank#}3{#/blank#}（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。

（4）实验中，当滑片位于变阻器中间时，电流表示数为 $\text{[math]}$ ；若滑片滑到变阻器最右端时，则电流表的读数增加量{#blank#}4{#/blank#}（填“大于”“小于”或“等于”） $\text{[math]}$ 。当滑片置于恰当位置时，电压表读数为U，电流表读数为I，电流表内阻 $\text{[math]}$ ，则通过薄膜的电阻的表达式 $\text{[math]}$ {#blank#}5{#/blank#}（用U、I、 $\text{[math]}$ 和R表示）。

（5）为测得该薄膜的厚度d，除了上述测得的物理量和题中的已知量，还需要知道的物理量是该薄膜的{#blank#}6{#/blank#}。（用文字表述）

某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。

（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为{#blank#}1{#/blank#}mm。再用游标卡尺测得其长度L。

（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻R_x的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻R₀的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S₂置于位置1，闭合S₁ ，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。

R/Ω	I/A	$\text{[math]}$ /A^-1
5.0	0.414	2.42
10.0	0.352	2.84
15.0	0.308	3.25
20.0	0.272	3.68
25.0	0.244	4.10
30.0	0.222	4.50

根据表中数据，在图丙中绘制出 $\text{[math]}$ 图像。再将S₂置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得 $\text{[math]}$ {#blank#}2{#/blank#}Ω（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式 $\text{[math]}$ {#blank#}3{#/blank#}得到该材料的电阻率（用D、L、 $\text{[math]}$ 表示）。